NGHIÊN cứu THU hồi ĐỒNG từ bản MẠCH điện tử PHẾ THẢI BẰNG EDTA

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠNG NGHỆ HĨA - - KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HĨA PHÂN TÍCH NGHIÊN CỨU THU HỒI ĐỒNG TỪ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ PHẾ THẢI BẰNG EDTA Cán hướng dẫn : Th.S NGUYỄN THỊ THOA HÀ NỘI - 2019 Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Khóa Luận Tốt Nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG : TỔNG QUAN .2 1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ 1.1.1 Định nghĩa chất thải điện tử (E – Waste) 1.1.2 Thành phần vật chất chất thải điện tử 1.1.2.1 Thành phần vật chất chung có giá trị .2 1.1.2.2 Các thành phần chất nguy hại .2 1.1.3 Giới thiệu mạch điện tử 1.1.3.1 Cấu tạo mạch điện tử 1.1.3.2 Thành phần chủ yếu mạch 1.1.4 Tác động môi trường sức khỏe người chất thải điện tử 1.1.4.1 Các chất nguy hại chất thải điện tử 1.1.4.2 Suy giảm sức khỏe khả lao động người 1.1.4.3 Suy thối chất lượng mơi trường 1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐỒNG 1.2.1 Tính chất đồng .2 1.2.1.1 Tính chất vật lý 1.2.1.2 Tính chất hóa học 1.2.2 Độc tính đồng 1.2.3 Ứng dụng .2 1.3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÁI CHẾ THU HỒI ĐỒNG TỪ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ 1.3.1 Các phương pháp phân loại xử lý học 1.3.2 Các phương pháp nhiệt luyện 1.3.3 Các phương pháp thuỷ luyện .2 CBHD: Th.S Nguyễn Thị Thoa Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.3.4 Các phương pháp điện phân 1.4 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS) 1.4.1 Cơ sở lý thuyết .2 1.4.1.1 Kỹ thuật nguyên tử hóa lửa (F-AAS) 1.4.1.2 Kỹ thuật nguyên tử hóa không lửa (GF-AAS) .2 1.4.3 Hệ thống trang bị phép đo .2 1.4.3.1 Nguyên tắc cấu tạo 1.4.3.2 Ưu nhược điểm phép đo AAS CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ .2 2.2 HÓA CHẤT VÀ CÁCH PHA CHẾ 2.3 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 2.3.1 Lấy mẫu bảo quản mẫu 2.3.1.1 Lấy mẫu 2.3.1.2 Bảo quản mẫu 2.3.2 Khảo sát tác nhân hòa tách Cu .2 2.3.2.1 Khảo sát nồng độ EDTA 2.3.2.2 Khảo sát thể tích H2O2 30% 2.3.2.3 Khảo sát tỷ lệ lỏng/rắn (L/S) 2.3.2.4 Khảo sát pH 2.3.2.5 Khảo sát tốc độ lắc phá mẫu 2.3.2.6 Khảo sát nhiệt độ phá mẫu 2.3.2.7 Khảo sát thời gian phá mẫu 2.3.3 Quy trình làm thực nghiệm 2.3.4 Xây dựng đường chuẩn đồng phương pháp F-AAS CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .2 3.1 KẾT QUẢ XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH ĐỒNG 3.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH HÒA TÁCH Cu TỪ BẢN MẠCH CBHD: Th.S Nguyễn Thị Thoa Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Khóa Luận Tốt Nghiệp 3.2.1 Kết khảo sát nồng độ EDTA cho quy trình xử lý mẫu 3.2.2 Kết kháo sát thể tích H2O2 30% .2 3.2.3 Kết kháo sát tỷ lệ lỏng/rắn (L/S) 3.2.4 Kết khảo sát pH .2 3.2.5 Kết khảo sát tốc độ 3.2.6 Kết khảo sát nhiệt độ .2 3.2.7 Kết khảo sát thời gian 3.3 KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUY TRÌNH THU HỒI ĐỒNG 3.3.1 Kết khảo sát lượng đồng mẫu 3.3.2 Kết khảo sát lượng đồng dung dịch lọc .2 3.3.3 Kết khảo sát lượng đồng kết tủa KẾT LUẬN CBHD: Th.S Nguyễn Thị Thoa Khoa Công Nghệ Hóa Học Khóa Luận Tốt Nghiệp LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thoa giao đề tài, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình làm đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Công Nghệ Hóa – Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội truyền thụ kiến thức quý báu cho em suốt trình học tập trường Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh Song lần đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế lực hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên tránh khỏi thiếu sót định mà thân chưa thấy Em mong nhận ý kiến đóng góp q Thầy, Cơ giáo bạn để luận văn hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2019 Sinh viên thực CBHD: Th.S Nguyễn Thị Thoa Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Khóa Luận Tốt Nghiệp CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ 1.1.1 Định nghĩa chất thải điện tử (E – Waste) Hiện chưa có định nghĩa xác chất thải điện tử tính đa dạng phức tạp sản phẩm điện tử Mỗi quốc gia có định nghĩa giải thích riêng chất thải điện tử Theo OECD (tổ chức hợp tác phát triển kinh tế) tất thiết bị sử dụng lượng điện để vận hành hết khả sử dụng coi chất thải điện tử (E – Waste) Một cách tổng quát: Chất thải điện tử (CTĐT) bao gồm tồn thiết bị, dụng cụ, máy móc điện, điện tử cũ, hỏng, lỗi thời không sử dụng phế liệu, phế phẩm thải trình sản xuất, lắp ráp tiêu thụ 1.1.2 Thành phần vật chất chất thải điện tử Chất thải điện tử loại chất thải rắn không đồng phức hợp vật chất thành phần Để phát triển hệ thống tái chế thân thiện mơi trường có hiệu điều quan trọng phân loại nhận dạng vật liệu có giá trị, chất nguy hại đặc trưng vật lý luồng chất thải điện tử Chất thải điện điện tử chứa 1000 chất khác nhau, có nhiều chất độc hại như: chì, thủy ngân, asen, cadmium, selennium, chất chống cháy có khả tạo dioxin cháy Theo quan điểm tái chế phân loại theo nhóm: 1.1.2.1 Thành phần vật chất chung có giá trị Theo Trung tâm Các vấn đề Quản lý Tài nguyên Chất thải Châu Âu (ETC/RWM), sắt thép nguyên liệu phổ biến thiết bị điện điện tử chiếm 50% tổng lượng chất thải điện điện tử Nhựa thành phần nhiều thứ hai chiếm xấp xỉ 21%: kim loại khác bao gồm kim loại quý (Al, Zn, Cu, Pb, Sn, Cr, Au, Ag, Pt, Pd,…) chiếm xấp xỉ 13% tổng trọng lượng chất thải điện điện tử CBHD: Th.S Nguyễn Thị Thoa Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.1.2.2 Các thành phần chất nguy hại Chất thải điện điện tử gồm nhiều thành phần có kích cỡ hình dạng khác nhau, có số thành phần có chứa chất nguy hại cần xử lý riêng Các chất gây hại Tác hại môi trường sống thể sống Polyclobiphenyl (PCB) Gây ung thư, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch, tuyến nội tiết As, Be, Cd, Cr (VI), Gây độc cấp tính mãn tính Hg Gali asenua Tổn thương đến sức khỏe Pb Gây độc với hệ thần kinh Ba, Li Gây nổ ẩm Se Lượng lớn gây hại cho sức khỏe Chất phóng xạ Gây ung thư 1.1.3 Giới thiệu mạch điện tử Bản mạch đời với thiết bị điện điện tử chúng đóng vai trò quan trọng thiết bị Bản mạch điện tử sử dụng chủ yếu để kết nối thành phần mạch điện, điện trở đầu nối 1.1.3.1 Cấu tạo mạch điện tử Bản mạch điện tử tiếng anh motherboard, logic board, systemboard gọi chung printed circuit board (PCB) Một board mạch mạch in, PCB, máy móc sử dụng để hỗ trợ kết nối điện tử linh kiện điện tử cách sử dụng đường dẫn, dấu vết, khắc từ đồng tráng lên chất không dẫn điện Bản mạch điện tử mạch in có chứa linh kiện điện tử ngồi cắm, khe cắm bo mạch mở rộng khác Bản mạch bao gồm bán thành phần chủ yếu nhựa cứng phủ đồng CBHD: Th.S Nguyễn Thị Thoa Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Khóa Luận Tốt Nghiệp gắn thành phần khác Có chất cách điện khác mà chọn để cung cấp cho cách ly giá trị khác tùy thuộc vào yêu cầu mạch Những vật liệu cách điện sử dụng công nghệ mạch điện FR-4 (lưới thủy tinh nhựa epoxy), FR-5 (lưới thủy tinh nhựa epoxy)… Phần mạch bao gồm đồng dát mỏng (loại 142g đồng/30,3 cm2) sợi thủy tinh với lớp phủ bên ngồi hợp kim hàn (37% chì, 63% thiếc) độ dày khoảng 0,0005 inh để chống axit dễ hàn Hình cấu tạo mạch: Hình 1.1 Cấu tạo mạch Với mạch nhiều lớp (một mạch với lớp đồng) mảnh nhựa tổng hợp đặt tạo thành lõi cách điện, có chất dính bổ sung dính chặt lớp đồng bên bên vào Hình hình ảnh lớp nhựa: Hình 1.2 Cấu tạo lớp lõi Lá đồng mỏng đặt bề mặt nhựa bám vào chất dính Hình 1.3 Lớp đồng CBHD: Th.S Nguyễn Thị Thoa Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Khóa Luận Tốt Nghiệp Để bảo vệ đồng chống lại tác động môi trường người ta phủ lên đồng lớp bọc đồng mỏng thuỷ tinh có tác dụng bao bọc bảo vệ lớp đồng bên Hình 1.4 Mơ tả lớp vỏ bọc đồng Để gắn thành phần vào mạch tạo mối dẫn truyền người ta thường sử dụng hợp kim hàn Trên hình 1.5 ta thấy mạch có vơ số mối hàn tạo hợp kim hàn gồm (40% chì, 60% thiếc) màu sáng bạc Hình bên vị trí hợp kim Hình 1.5 Mô tả lớp hợp kim hàn Trên hình ảnh cấu tạo mạch bản, ngồi có số thành phần khác màng che phủ mối hàn, rãnh bờ gồ ghề mạch để gắn thiết bị CBHD: Th.S Nguyễn Thị Thoa Khoa Công Nghệ Hóa Học Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.1.3.2 Thành phần chủ yếu mạch Trong mạch chia làm thành phần sau: thành phần nhựa thành phần kim loại Thành phần nhựa cấu tạo nên chiếm sấp xỉ 70% khối lượng toàn mạch, tạo từ hỗn hợp hợp chất bao gồm chất độn, nhựa cứng, tạo từ hỗn hợp hợp chất bao gồm chất độn, nhựa cứng, chất chống cháy chất màu, chất xúc tác… Thành phần cụ thể sau: Chất độn (thường SiO2) Nhựa cứng Chất hóa rắn (đi NH2) Chất chống cháy Hợp chất màu Chất xúc tác 200,62-6% 1-10% 0,5% 30% 1,0% Trong mạch chứa khoảng gần 28% kim loại có kim 65-75% loại không chứa sắt Cu, Al, Cu… Các thành phần chủ yếu mạch điện tử bao gồm xấp xỉ sau: Thành phần kim loại Phần trăm khối lượng Đồng 16 Hợp kim hàn (thiếc chì) Thành phần sắt ferit (từ lõi máy biến thế) Niken Bạc 0,05 Vàng 0,03 Platin 0,01 Các kim loại khác lượng vết bao gồm bismut